如何構建自己的Amazon Echo或類似的東西

您通過口語與之交互的個人助理（例如亞馬遜的 Alexa、蘋果的 Siri 和 Google Home）的成功使語音控制成為系統設計中的熱門項目。不過，開始使用這項技術需要大量的音頻和信號處理專業知識來解決背景噪音和揚聲器位置方面的問題。Microsemi 與亞馬遜的 Alexa 語音服務 (AVS) 合作推出了一個新的開發套件，旨在簡化啟動過程，以便開發人員可以專注于應用程序而不是實施。

AcuEdge開發套件是開發語音激活系統的開發人員的起點，但不是開箱即用的系統。該套件包含一個基于Microsemi 的 ZL38063 Timberwolf 音頻處理器的開發模塊，該處理器預裝了該公司的免許可AcuEdge音頻處理軟件。還有一個圓柱形安裝框架來承載電子設備，看起來很像亞馬遜 Echo 的骨架。但是，開發人員需要提供他們自己的Raspberry Pi 3或他們選擇的類似處理器板，開發板安裝在該處理器板上。開發人員還需要一個揚聲器來傳遞來自 AVS 的音頻。揚聲器選擇對開發人員開放，但框架尺寸適合JBL Clip便攜式揚聲器。

圖 1：Microsemi 的 AcuEdge Alexa 開發套件。

組裝好硬件后，接下來需要的是開發人員的Amazon AVS帳戶。但是，該帳戶是免費的，并且在從技術培訓到產品營銷指南的所有方面都得到了亞馬遜的大力支持。然后啟動硬件，從 Microsemi 的github安裝軟件，啟動 Alexa 服務，并開始與 Alexa 對話。

開發板包括兩個麥克風，因此 AcuEdge 軟件包中的回聲消除和波束形成算法允許 180° 或 360° “聆聽”用戶語音。波束成形可以將用戶定位到 20° 窗口，以幫助抑制來自外部源的噪聲。該軟件還能夠支持全雙工語音交互。除其他外，這種全雙工允許系統主動消除其自己的輸出音頻的噪音，以便它可以更好地響應用戶試圖通過系統的響應進行交談。

借助該套件，開發人員能夠快速開始開發能夠利用消費者對語音控制的快速增長興趣的應用程序。據 Microsemi 稱，語音系統市場預計在五年內每年將達到 7500 萬臺，其中三分之二是像 Echo 這樣的數字助理。諸如照明系統、電器、機頂盒等應用形成了更大的語音激活功能市場。

圖 2：可能的語音激活架構。圖片來源：Microsemi。

雖然該套件可作為設計語音激活系統的入口點，但它僅代表開發人員可以追求的三種潛在架構之一。該系統使用板載處理來識別喚醒詞，然后將進一步的音頻數據發送到基于云的 AVS 以處理隨后的命令。另一種架構提供了更有限的內置單詞識別功能，因此設備無需云連接即可響應命令?；旌舷到y提供了第三種選擇，使用云連接提供完整的語音功能，并以板載識別基本命令作為備份。Timberwolf 處理器可以用作任何這些架構的音頻前端處理器。

　　審核編輯：湯梓紅